Stały lód wodorowy może wyjaśniać międzygwiezdny blask, mówią chemicy

Astronomowie od dawna wiedzą, że większość wszechświata jest wypełniona rozproszonym wodorem. W rzeczywistości widzą zjonizowany gazowy wodór dzięki falom elektromagnetycznym, które emituje.

Jednak w latach sześćdziesiątych niektórzy astronomowie sugerowali, że ośrodek międzygwiazdowy może być również wypełniony stałym lodem wodorowym. Inni wskazywali później, że jest to mało prawdopodobne, ponieważ lód powinien ulec sublimacji, nawet w ekstremalnie zimnym kosmosie międzygwiezdnym.

Niedawno astronomowie ponownie przyjrzeli się temu pomysłowi i wahadło opinii naukowej zaczęło się odwracać na korzyść lodu wodorowego. To dlatego, że chemicy odkryli, że lód wodorowy jest bardziej stabilny, jeśli zawiera zanieczyszczenia. Dodatkowe jony w sieci pomagają stabilizować lód H2.

Jeśli więc lód wodorowy tworzy się w kosmosie w obecności innych zanieczyszczeń, przestrzeń międzygwiazdowa może być nim pełna.

To rodzi interesujące pytanie. Lód wodorowy jest mniej lub bardziej przezroczysty przy częstotliwościach optycznych. Jak więc możemy to wykryć w kosmosie?

Dzisiaj Ching Yeh Lin z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego w Canberze i kilku kumpli przedstawia ciekawą sugestię. Mówią, że kiedy fotony bombardują lód wodorowy, powinny go zjonizować, tworząc zjonizowane skupiska wodoru, a w szczególności H6+. Ten klaster jonów nie tworzy się w gazowym wodorze, więc jego obecność jest dobrym markerem lodu wodorowego.

Problem w tym, że nikt nie wie, jak wygląda H6+ – ta praca nie została jeszcze wykonana w laboratorium. Tak więc Ching Yeh Lin i spółka obliczyli na podstawie pierwszych zasad jego przejścia wibracyjne. Ich wniosek jest taki, że H6+ (i jego deuterowany kuzyn (HD)3+) powinien wytwarzać różne emisje w podczerwieni.

Następnie porównują swoje przewidywania z emisjami, które astronomowie widzą, pochodzącymi z przestrzeni międzygwiazdowej.

Okazuje się, że przestrzeń międzygwiazdowa słabo świeci, wytwarzając złożoną mieszankę częstotliwości. Emisje te nazywane są rozproszonymi pasmami międzygwiazdowymi lub DIB, a ich pochodzenie od dawna intrygowało astronomów.

Teraz Ching Yeh Lin i spółka twierdzą, że przewidywane emisje H6+ są bardzo zbliżone do tych, które widzą astronomowie. Doszliśmy do wniosku, że należy poważnie rozważyć możliwość obfitości stałego H2 w ośrodku międzygwiazdowym.

To ekscytujący postęp. Wodór musi być ważnym składnikiem ośrodka międzygwiazdowego, ale astronomowie wiedzą, że gazowy wodór nie może wytworzyć obserwowanych emisji. To doprowadziło astronomów do wyobrażenia sobie, że mogą być obecne wszelkiego rodzaju inne, bardziej złożone molekuły, nawet duże molekuły organiczne, takie jak aminokwasy i węglowodory poliaromatyczne, elementy budulcowe życia.

Istnieją mocne dowody na to, że te molekuły są obecne w niektórych gęstych obłokach, ale wydaje się przeciągać argument, że są one rozproszone w przestrzeni międzygwiazdowej.

Tak więc możliwość, że zamiast tego może być odpowiedzialny stały lód wodorowy, jest przekonująca.

Potrzebujemy oczywiście więcej danych. Ktoś musi wytworzyć H6+ z wodoru w postaci stałej i dokładnie zmierzyć emisje, które wytworzyłby w warunkach głębokiego kosmosu.

Z pewnością nie jest to łatwy eksperyment, ale z pewnością możliwy przy dzisiejszych technologiach.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1105.1861 : Stały wodór międzygwiazdowy

ukryć